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數控車床（chuáng）液壓係統故障類型分析與研究

2019-4-29 來源：廈門興（xìng）才職業技術學院作者：曾智良林柳（liǔ）旺

摘要：液壓係（xì）統是數控車床的重要組成部分，主要（yào）負責實（shí）現卡盤鬆（sōng）緊、刀架（jià）旋轉、套筒伸縮等（děng）功能。針對數控車床液壓係統常（cháng）見故障進行總結，分別對因液壓係統故障導致的噪聲（shēng）、爬行、衝擊等問題展開分析，並（bìng）提出維修建議，以viva T2C數（shù）控車床的液壓係統為例（lì），對出（chū）現的（de）故（gù）障進行實例分（fèn）析。

關鍵詞：viva T2C數控（kòng）車（chē）床液壓係（xì）統故障診斷

液壓係統具有實用性強、控製性能好、輸出力矩大等特點，被廣泛用於（yú）各個行業，但出現的液壓故障會導致元件或係統無法達到相應（yīng）功能，且故障檢測具有複雜性、不確定性、相關（guān）性和延時性，導致檢測和維修較（jiào）為困難。液（yè）壓（yā）係統作（zuò）為數控車床中的重要組成部（bù）分，隨著工作時間增（zēng）加和（hé）環（huán）境影響，機床液壓係統也會出現一些異常現（xiàn）象，導致機床無（wú）法正常工作。正（zhèng）確（què）判斷機床液壓係統故障原因並進行及時檢修，是延長機床正常使用壽命（mìng）的保障（zhàng）。

1、數控（kòng）車床液壓係統功能及故障（zhàng）形式

1.1 液壓係統功能（néng）

當前數控（kòng）車床液壓係統主要實現的動作包（bāo）括卡盤的夾緊與鬆開、刀架的正（zhèng）傳與反（fǎn）轉、刀架的夾緊與鬆開、套筒的伸出與縮回等。以viva T2C數控車床為例，該液壓係統采（cǎi）用單向變（biàn）量液壓泵為係統（tǒng）供油（yóu），能量損失較少；在卡盤控製中，通（tōng）過一個換向閥和兩個減壓（yā）閥實（shí）現高低壓夾緊轉換，進（jìn）而（ér）調節夾（jiá）緊力；采用（yòng）液壓（yā）馬達實（shí）現刀架轉位控製，實現無級調速和刀架正反轉控（kòng）製；通過換向閥和調速閥控製尾（wěi）座套筒的動作和預緊力大小，適應不同工件（jiàn）需要；係統中的（de）壓力計便（biàn）於液壓係統的調試和故障（zhàng）診（zhěn）斷使用。

1.2 數控車床液壓係統常見（jiàn）故障

數控車床液壓（yā）係統主（zhǔ）要組成包括液壓油、油箱、液壓閥、液壓泵、液（yè）壓閥、液壓缸。在係統運行過程中，引起故障較大（dà）部分原因（yīn）是個元器件存在缺損所致，如部件連接不緊密，密封圈老化，液（yè）壓閥損壞等，導致係統壓力不足或（huò）完（wán）全無壓力，無法正常給執行元件供油；存在振動和噪聲（shēng）影響，使得機台穩定性較差，噪聲汙染；係統油溫過高，達到一定層度後係統報（bào）警或無法正常運行；存在液壓衝洗，機床執行運行出現斷續現（xiàn）象。上述問題導致機床液壓係（xì）統性能降低或完全無法正常工作，針對上（shàng）述問題，結合（hé）大量（liàng）案例，將數控車床液壓係統存在的故障進行（háng）整理分析，並提出相應解決方案（àn）。

2、數控（kòng）車床故障形成原（yuán）因及處理

2.1 車床液（yè）壓係統發生（shēng）爬行現象

機床液壓係統運（yùn）行過程中，執行元件出現時斷時續速度不均勻的（de）爬（pá）行現象，根據具體特點分析原因如下。

（1）液壓油供油不平穩引起的爬行。包括：潤滑油選擇不當，油液粘度過大，吸油不暢；液壓油有雜質堵（dǔ）塞油管或閥（fá），導致閥芯移動不靈，引起油壓不穩。針對該問題需（xū）檢測液壓油質量並及時更換油液，清理相應堵塞位置保證油路（lù）暢通。

（2）元器件故障引起的爬行。係統長時間運行（háng）後，液壓閥換向頻繁，易（yì）導致配合間隙增大，上下腔油液（yè）壓力不均形成混油，導致壓力不足；蓄能器作為調節元件，在不均壓力衝擊下（xià），易產生波（bō）動；密封件長時（shí）間使用後，較容易出現老化，導致接頭之間出現各種泄漏，導致供油（yóu）不足；對（duì）於執行元件運行在低速時，如果潤滑不到位，若發生幹摩（mó）擦而阻力增加（jiā），需通過（guò）提高液壓泵壓力，過高的油（yóu）壓容易引起漏油，而引起爬行。針對元器件故障問（wèn）題（tí）可采需要及時修複或更換損壞元件，增加運動件潤滑油。

（3）機械結構配合不當引起（qǐ）的爬行。主要原因包括：密封效果不良；液壓係統（tǒng）中混入空氣，因空氣有壓縮性，造成驅動剛性差而引起（qǐ）爬行現象；安裝液（yè）壓缸時，液壓缸缸體和導軌之（zhī）間的安裝需要在同一中心線上，如果安裝出現偏差，導致活塞杆彎曲或者導軌（guǐ）傾斜（xié），則容易導致活塞杆與缸筒相互摩擦，整（zhěng）個運動過程不協調而引起爬行；而導軌間隙的楔鐵或壓板調得太緊或彎曲，也易造成爬行。解決辦法包（bāo）括：更換密封圈，嚴格達到公差要求，裝配保（bǎo）證配合間（jiān）隙。

2.2 車床液壓係統油溫過高油溫（wēn）過高

容易導致係統無法正常工（gōng）作，使用中（zhōng）應盡量避免該（gāi）問題（tí）。引起油溫過高（gāo）的主（zhǔ）要原因包括：油壓設置過（guò）高，導致油溫過高；油液（yè）粘度過大導致油液流動（dòng）性差，散熱就更（gèng）加困難；泄漏問題會因為油液缺（quē）失，液壓泵供油壓力增大才能提供需要的液壓油，而壓力大則油溫升高；係統運行中，如果液壓缸出現潤滑不到位，缸體安裝偏差，則易出現機械損耗過大，所需提供的油壓較大，導致油溫升高；液壓係統設計不合理導致工作過程中有大量壓力損（sǔn）失而使油溫過高，如管道彎曲過多，卸荷設計（jì）不到位，選用的閥、泵規格不正確。可通過降低油壓調定值，降低粘度，精簡回路，優化係統設計，提高元件裝（zhuāng）配（pèi）精度，改善潤滑條件及油箱的散熱環境；有效增加油箱的容積，應（yīng）用強製冷卻（què）等方法降低油溫

2.3 車床液壓係統產生噪聲和震動

液壓係統在運行中極易（yì）產生噪聲和震動現象，引起噪聲（shēng）和震動的原因（yīn）主要集（jí）中在液壓係統的元件（jiàn）上麵。當液壓油中混入（rù）空氣，容易產生氣穴現象和吸空現象，導致執（zhí）行元件動作不連續，並伴有噪聲（shēng）和震動。根據（jù）形成氣穴和吸空的原因，可以（yǐ）采取提高係統密封性能，減少空氣混入；盡量（liàng）減少彎曲管件的使用（yòng），簡化液壓係統設計；合理選用濾油器，做好檢修和清洗工作，避免堵塞；液壓泵的（de）吸入高度要盡（jìn）量小，避免因油粘度過高而產生吸油不足。換向閥因閥（fá）芯移動過快引起換向衝擊，可通過調整係統中的節流元件有效（xiào）避免換向衝擊震動。管道接頭固定裝置因長時間使用發生鬆動，導致油液流過時引發油管抖動，應定期進行固定裝置的檢查和維修。

2.4 車床（chuáng）液壓係統衝擊

液壓衝擊產生原因主要（yào）是管路中的閥類零件突然封閉，導致壓（yā）力油（yóu）形成擠壓（yā），壓力急劇提高；在運動部件（jiàn）高速運行時，如（rú）果突然被製止也（yě）會導致，閥體（tǐ）或缸體局部壓力增大而形成衝（chōng）擊；另外，某些元件（jiàn）動作靈敏度不足，無法合理卸荷油壓，也容易形成液壓衝擊。對（duì）於換向衝擊故障，可以采用降低（dī）換向閥轉換速度，適當增大管道直徑，減（jiǎn）小流速，合理設（shè）置儲能器等；對於運動部件急停（tíng）所致的衝擊故障，則可采取（qǔ）適當延長製（zhì）動時間、設置緩衝裝（zhuāng）置等方式加以處理（lǐ）。對靈敏度不高元器件需要及時更（gèng）換，或者調整控製時間。

2.5 車床液壓係統（tǒng）其（qí）他故障

2.5.1 液壓卡緊

液壓卡緊是活塞或閥芯（xīn）被活塞周（zhōu）圍空隙中的不平衡壓力卡住，不平衡壓力側向推動活塞，引起足以阻止軸向運動的摩擦現象（xiàng）。主要原因包括換向閥出（chū）現故障，導致閥芯與閥體出現偏差，在換（huàn）向過程中出（chū）現（xiàn）很大摩擦力，相互卡緊所致；在活塞缸中，如果安裝不當也容（róng）易缸壁（bì）與（yǔ）活塞杆之（zhī）間的（de）摩擦，形成卡緊；而液壓係統（tǒng）使（shǐ）用一段時間後，雜質進入閥芯閥體連接處堵塞（sāi）縫隙，形成阻力導致閥體（tǐ）無法移動而卡緊。針對上述問題，可以（yǐ）采用更換或（huò）修複液壓（yā）閥（fá）、活塞杆的方法，對（duì）於雜質引起的卡緊則可在閥芯上開槽的方法加以解（jiě）決。

2.5.2 液（yè）壓（yā）油汙染

液壓油汙染主要是在油液（yè）中混入了（le）水分或雜質，積累（lèi）到一定時間後，水分子易使元器件生鏽，而水分子擠壓破裂形成的衝擊又會磨損元器件；當油液汙染嚴重後，將會堵塞過濾器，導致油（yóu）路不通。同時（shí），安裝在係統的各種傳感器也會因信號不正常，而使機床發生報警，係統無法正常工作等故障。因此（cǐ），必須按（àn）規定定期更換液壓油，定期清洗液壓係統中的過濾器。

2.5.3 液（yè）壓油泄漏

液壓係統（tǒng）泄漏是常見問題，發現較為直（zhí）觀，從引發原因（yīn）來（lái）看，大部分是由於元件接（jiē）口處不緊密而引起泄露，密封件老化或易損件磨損，配合零件（jiàn）間間隙（xì）過大，油液加注過多，液麵過高都容易產生泄漏。故使用時需要保證閥、油管之間的密封連接，合理選擇密封圈材質，使用密封帶（dài）密封。

3、數（shù）控車床液壓係統（tǒng）故障診斷過程

3.1 數控機床上液壓係統故障診斷步驟

基於數控車床液壓係統的（de）特殊性，都是機電液混合而成的係統，內部情況很難從表象加以發現，在發現液壓係統故障後，需要（yào）逐步排查分析才能找到問題所在。通過相關資（zī）料並結合自身工作經驗，將故障排除的（de）步驟及注意事（shì）項歸納如下。

（1）在出現（xiàn）故障時，首先要對機床故障特點和現象（xiàng）進行了解，然後采用目測法、手摸法或聆聽法檢查是否是表象問題，如漏油、噪聲、震動等問題。

（2）上電檢查，是否有報警，報警信號類型是（shì）哪個；如果無報警信息，根據故障描述（shù），逐次嚐試可能的問題（tí），如檢測夾緊踏板是否（fǒu）可用。

（3）檢（jiǎn）測出故障（zhàng）部件後，開始分（fèn）析出現故障的原因，並采（cǎi）用追蹤法、儀器檢（jiǎn）測法等進行進行檢測（cè）、定（dìng）位，最後確定引起（qǐ）故障的原因和具（jù）體元件。

（4）根（gēn）據（jù）判斷確定維修（xiū）方案排除故障，包括維修磨損件，更換老化（huà）零件等。

（5）維修完成後，重啟機床，測試故障是否解除，為後續有據可循，需要做好相關維修記錄，為後麵作參考。

3.2 應用實例

在從事數控車床操作過程中，所使用的viva T2C數控車床多次出現液壓故障，導致機床不能正常工作，差點造成事故。通過對故障的現象進行分析，並（bìng）采用診斷步驟排查故障原（yuán）因，解決了相應問（wèn）題，車床得以正常使用。

（1）導軌油（yóu）不足，出現報警，車床無法（fǎ）正常運行。該故障（zhàng）出現過程中，車床無（wú）法正常運行（háng），在報警窗口出現導軌油不足（zú）提示。該問題應該是導軌潤滑不到位所致，根據這一線索開始（shǐ）排查油路。檢查導軌油箱，導軌油充（chōng）足（zú）；判斷是（shì）否是導軌油管堵塞，拆開機台右側（cè）蓋，檢查導軌油管，發現導軌油（yóu）無法達到導軌上（shàng），中間油管抽（chōu）空，重新回（huí）到導軌油箱（xiāng）接口處，發現原來是導軌（guǐ）油管和導軌油箱接（jiē）口處堵塞所致；排除堵（dǔ）塞後（hòu），疏導油管，重新按機床複位，報（bào）警消失，機床可正常運行。

（2）機床卡盤夾緊力不足，出現飛件。車床使用過程中，突（tū）然發生飛件現（xiàn）象，導致零件損壞。經檢查是三抓卡（kǎ）盤抓緊（jǐn）力不足，剛放上棒料時，用手嚐試（shì）移動感覺夾緊力可以，但車床主軸啟動（dòng）後，由於離心力比夾緊力大，導致零（líng）件甩（shuǎi）飛。開始進行故障排查，首先查看卡盤油路壓力表（biǎo），發（fā）現壓力值偏低，可能出現泄（xiè）漏問題；檢查（chá）該支路的液壓（yā）閥、油管，發現換（huàn）向閥的進油口處有油液泄漏，重新踩（cǎi）夾緊踏板，泄（xiè）漏更加嚴重，故此判斷（duàn）是該處（chù）換向閥有問題，拆卸換向（xiàng）閥發現，是閥（fá）與油管連接不（bú）緊密所致，重新更換密封圈，重新安裝調試運行，排除了卡（kǎ）盤夾緊力不足現象。

4、結語

對數控車床液壓係統的結構特點及故障形式進行分析，結合相關資料對具體出現的故障問題進行闡述，並提出相應排除方法。結合經驗簡述了故障排除方法，並結合實際案例闡述排查故障流（liú）程。在生產實際中（zhōng），掌握機床（chuáng）液壓係統故障較容易出現問題和采用（yòng）恰當的故障診斷排（pái）除方法，可以極大縮（suō）小檢查範圍（wéi）和排除時間，提高生產效率。

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